动物所发现鼠气味分子可编码免疫、遗传等嗅觉信息

2010-11-16 17:01 来源: 中国科学院
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  Chemical Senses杂志连续发表中科院动物研究所动物行为和化学通讯研究组3篇文章,阐述鼠类尿液气味中免疫状况、亲缘关系信息的编码机制以及寻找动物气味中信息素成分的技术途径。

  许多动物可以借助异性发出的信号(如鸣叫、羽色、气味),判断其抗病能力,选择高质量的配偶,增加后代的适合度。为了阐明鼠类气味传递该信息的分子编码机制,研究人员利用一个多效基因Foxn1敲除导致免疫缺陷的近交系裸鼠(BALB/c nu)为实验模型,发现免疫缺陷使雄鼠的某些性信息素成分(如E-β法尼稀, E,E-α法尼稀,十六醇)含量普遍降低,雄鼠尿液对雌鼠的吸引作用明显减小;这说明免疫缺陷对性信息素的抑制,可能降低了配偶选择和繁殖成功的机会。而Foxn1基因敲除的远交系裸鼠(CD-1 nu)则没有出现类似现象,其信息素成分呈现交互变化,对雌鼠的性吸引力也没有明显改变;这说明免疫缺陷对尿液性信息素水平及性吸引力的抑制作用,在遗传多样性低个体(如近亲繁殖后代)中可能更加明显。

  为了研究“遗传型(genotype)-气味(odortype)-配偶选择”中气味分子编码遗传信息的方式,研究人员采用BN和Lewis两个近交系的大鼠作为实验模式,行为测试的结果显示BN雌鼠喜欢Lewis雄鼠的气味胜过同品系的雄鼠,化学分析的结果证明同品系的气味组成更接近,Lewis雄鼠尿液含高比例的2-庚酮、4-庚酮和低比例的二甲基砜、4-乙基苯酚;通过调节这些成分在两个品系雄鼠尿液中的含量,模拟彼此的尿液气味,达到了与被模拟鼠尿液相同的吸引效果。这表明鼠的尿液气味成分组成与遗传距离呈正相关,相对浓度发生显著变化的气味成分起到了编码遗传信息的关键作用。鼠类借助气味分子,通过嗅觉能够识别亲缘关系,避免近亲繁殖,提高后代的适应度。后续的实验证明,与同品系的雄鼠配对繁殖相比,BN雌鼠与Lewis雄鼠配对繁殖确实有更高的繁殖成功率。

  另外,最新一期的Current Zoology报道了该研究组另一项有关金仓鼠信息素的结果。研究人员在金仓鼠的气味腺(胁腺)找到两个雌性信息素成分(十四碳酸和十六碳酸),这两个成分对雄鼠有吸引作用,更有趣的是对这种独居的、种内攻击性强的动物,当向雄鼠身体喷这两种信息素溶液(2~5ppm)后,攻击强度显著降低,与巢垫气味的作用相似。

  动物所动物行为和化学通讯研究组在近几年对小鼠、大鼠、金仓鼠、布氏田鼠等鼠类以及鸟、蜘蛛等信息素成功鉴定的基础上,结合读者的问题,在 Chemical Senses上系统阐述了如何通过化学分析,筛选动物候选信息素组分的关键步骤。

  以上工作得到国家自然基金委、科技部973、科学院、IPM等有关项目的资助。

雄金仓鼠在嗅闻雌鼠